리튬-6 친환경 분리 기술 개발: 핵융합 에너지의 미래를 열다
제목: 리튬-6 친환경 분리 기술 개발: 핵융합 에너지의 미래를 열다 최근 리튬-6의 친환경 분리 기술이 개발되어 핵융합 에너지의 원료 공급에 큰 변화를 가져올 것으로 기대되고 있습니다. 리튬-6는 핵융합 반응의 핵심 원료로, 미국 텍사스A&M대와 스위스 취리히연방공대의 연구팀이 제타-바나듐 산화물을 사용하여 수은 없이 리튬-6 동위원소를 성공적으로 분리하는 공정을 개발했습니다. 이 기술은 **‘인공태양’**으로 불리는 핵융합 에너지의 원료 공급 판도를 변화시킬 것으로 보입니다. 기존의 리튬-6 분리 공정인 칼럼교환(COLEX) 방식은 액체 수은을 사용하여 환경 오염을 초래하였고, 미국은 1963년 이 방식을 금지했습니다. 이로 인해 리튬-6의 생산이 사실상 중단되었고, 현재 전 세계 연구기관들은 당시 생산된 리튬-6 비축분을 활용하고 있습니다. 이러한 상황에서 새로운 기술 개발이 필수적입니다. 이번 연구에서 사용된 제타-바나듐 산화물(ζ-V₂O₂)은 독성이 없는 화합물로, 리튬 이온을 효과적으로 포획할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 연구팀은 제타-바나듐이 리튬-6를 더 강하게 붙잡고 리튬-7은 쉽게 빠져나가도록 하는 원리를 발견하였으며, 실험 결과 리튬-6과 리튬-7의 분리 과정을 스프링에 비유하여 설명했습니다. 이 공정은 단 한 번의 분리로 자연계 리튬에서 리튬-6의 농도를 5.7%로 증가시킬 수 있으며, 25회 반복하면 30% 이상의 고농도 원료를 얻을 수 있습니다. 한국은 국제핵융합실험로(ITER)에 참여하고 한국형초전도핵융합연구장치(KSTAR)를 운영하는 등 핵융합 에너지 초기 선도국으로 평가받고 있지만, 리튬-6는 전량 수입에 의존하고 있습니다. 이는 전략물자로 분류되어 엄격한 수출 규제가 따르며, KSTAR에서 핵융합 연료인 삼중수소를 만드는 데 필요한 농도 90% 이상의 리튬-6는 약 1조 원에 달하는 비용이 발생합니다. 국내 전문가들은 핵융합 에너지 상용화 시대에 대비하기 위해 친환경적인 리튬-6 분리 기술을 자체 개발할 필...
